设备利用率OEE计算.docx
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设备利用率OEE计算
如何计算工厂的整体设备效能
日本工厂设备维修保养协会的 Seiichi Nakajima 曾表示，对于分散式生产的制造
商来说，工厂整体设备效能（以下简称 OEE）如果能达到 85%，就可以被公认为世界一
流的。
然而实际上目前并没有一个通用的工厂整体设备效能的计算方法。
在进行车间的
OEE 的数据处理计算时，应考虑多种因素。
下面介绍的方法包含了一种计算生产线或生
产流程的 OEE，它也可推广用于计算整个工厂的 OEE。
计算生产线或生产流程上的 OEE
如果所有的机器相对于生产率和生产能力来说其贡献是相同的，那么计算生产线的
OEE 就简单了。
但是完全均衡的生产线几乎没有，并且它也不能代表大多数工厂的真实
情况。
另外，大多数工厂并非都是一条笔直的生产线，其生产的产品部件能从一台机器
非常和谐的传到另一台机器而且设备之间也非常谐调。
实际上，一个生产流程往往是非
常复杂的，生产线上的机器有些是串联关系，有些是并行工作，而且它们常常还有旁路
流程。
因此直接计算生产线或生产流程的 OEE 而不计算各单个机器的 OEE 是不可能的。
生产线或生产流程的 OEE 计算，在理论上认为整个生产线或生产流程是一个单独的
机器，它理论上的生产周期等于生产流程中瓶颈机器的生产周期。
例如，如果一条生产
线上有三个机器，它们的生产周期分别为：
3 秒，2 秒和 4 秒，则总的生产流程周期为
4 秒，即为瓶颈机器的生产周期。
生产线作为一个整体，在 4 秒钟之内它只能生产一个
产品。
一个生产流程的关键是它要在瓶颈机器这一环节上保持一个高的可用度、生产率
和优质率。
在典型的生产流程中各台机器的加工生产之间都有一定的时间冗余，如果这个时间
冗余能够控制或允许一些机器短暂时间的停机，而不影响整个的生产流程，则它并不影
响整个生产线或生产流程上的生产率。
如果这个时间冗余不能弥补其它机器的短暂停机
时间，瓶颈机器就会由于没有原料而停机或阻塞下面的流程，而不能生产出额外的资料。
在所有的情形下，监控瓶颈机器的可用度和生产率，可提供一个非常好的整个生产线的
生产剖面。
关于优质率，这里有两个关于生产缺陷的理论。
第一个理论主张，在瓶颈机器之前，
生产线上生产出了有质量缺陷的产品，只有当因这些质量缺陷导致瓶颈机器停顿（即由
于缺少原料而使瓶颈机器停机）时，才称这些质量缺陷会影响到生产线和整个生产流程
的产品产量。
而在瓶颈机器这一环节上或它之后出现有质量缺陷的产品则肯定会影响到
生产线和整个生产流程的产量。
它也因此会影响优质率。
质量专家和“零概率”观念都认为，任何的质量问题都是不能接受的，并且我们应
该尽力让我们的指示器显示出所有的质量缺陷，不管它们是出现在瓶颈机器这一环节之
前还是之后。
这种观点是正确的，但有些质量缺陷确实比另一些重要。
在资源有限的情
况下，应该把更加重要的质量问题放在第一位。
在瓶颈机器这一环之后的质量问题要比
在它之前的质量问题更严重，所以，要把瓶颈机器这一环节之后出现的质量问题放在第
一位。
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下面的步骤提供了一种计算生产线或生产流程的 OEE 的方法。
它已经被用于计算一
个具有 57 个机器之多的生产线，并具有多个旁路流程和两个同时作业瓶颈设备的生产
流程的 OEE 计算。
它们能够适用于任何的车间。
1．仔细绘制所有制造过程的步骤流程图。
标出所有的机器，转换点，材料传递过
程。
有时这个过程已经以工艺流程图的形式做过了。
2．确定在何部位将产品进行分解，由于存在产品的组装或半成品的存储问题，可以
将整个生产过程分割成许多子过程。
车间的情况不同，划分的标准也不尽相同。
典型的
情况下，可以根据机器组（它们组成一个生产区域）进行划分、或根据连接的紧密程度
划分、或根据构成产品的子部件划分。
例如，经常将最后的装配过程分割成许多子装配
过程，尤其是在子部件储藏在库房中、单独出售或没有现货时。
3．分别为每一个单独的生产线或生产流程绘制一张流程图。
标出每一个生产机床
的生产能力（或理论的周期时间），和转换（资料的处理或调运）操作。
定位出瓶颈操
作项目。
要考虑到多台机器可能执行同一个操作或最终产品可能需要多个正在被加工的
部件。
4．把整个运行过程看成是一个单独的机器，利用计算单独机器 OEE 的公式计算，
并按下述步骤的进行修改。
5．生产线或生产流程的可用度等于整个过程中瓶颈机器的可用度。
如果有多个机
器均为瓶颈，那么生产线或生产流程的可用度就等于这些机器可用度的加权平均值。
每
一台机器的权值与其生产能力成正比例。
6．生产线或生产流程的生产率等于瓶颈机器的生产率。
同样，如果瓶颈机器有多
个，生产线或生产流程的生产率等于各台瓶颈机器生产率的加权平均值，生产线或生产
流程上所有部件的运行等同于所有被视为瓶颈机器的运行。
7．生产线或生产流程的优质率按下面的方法计算：
运行中的总部件数等于总的运
行于瓶颈操作过程中的部件数。
，只有当质量缺陷和劣质产品出现在瓶颈机器这一环之
上或之后时，它们才被视为影响优质率的因素。
如果它们出现在瓶颈机器之前，并造成
瓶颈机器因缺少原料而停机，则它们才会降低瓶颈机器的可用度。
如果质量缺陷和劣质
产品并没有造成瓶颈机器因缺少原料而使瓶颈机器停机，虽然它们确实影响到了单元的
平均生产成本，但它并不影响整个的生产流程生产线的生产率。
生产线或生产流程的 OEE 的计算，为将所有固定资产看作为一个整体提供了一个很
好的提示。
相应的图表“工艺流程图例”显示了如何计算生产线或生产流程的 OEE。
下
面的一些事件可以通过上述例子来确定。
Ø在磨床上，满足生产一件产品的平均生产率为 1.6 秒。
这个数字反映了两个磨
床平均生产率，为了生产一个最终产品它们必须生产两个件。
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Ø在车床上，2.5 秒可以生产 4 个件。
由于生产一个最终产品车床必须生产两个
件，所以每 2.5 秒钟车床可以提供两个产品，或每 1.5 秒钟车床可以提供一个产品。
Ø钻床可以每 0.75 秒的速度为最终产品提供部件。
Ø装配操作可以每秒钟装配一个产品。
对于这一生产流程，磨床的生产周期最长，因此它是瓶颈操作环节。
这个生产操作
过程作为一个整体，即使其它的机器的生产效率再高，在每 1.6 秒钟它只能生产一个产
品。
这种生产力不平衡的生产类型在北美的离散型生产制造厂中是非常普遍的。
为了计算这个生产流程的 OEE，应特别注意下面的这些信息：
Ø时间周期为一个工作班或 8 小时；
Ø设备停机时间。
磨床Ⅰ需 30 分钟进行维修，磨床Ⅱ需 45 分钟进行维修和 20
分钟进行预防性维修。
所有的车床需 10 分钟进行预防性维修并且车床Ⅱ需 30 分钟
进行维修；钻床不需停机维修，装配线需 1 小时停机维修；
Ø每一个工作班的产品数量显示在相应的图表中。
该生产线的 OEE 的计算：
可用度等于瓶颈机器的可用度或等于磨床的可用度。
磨床 1 的可用度＝（8 小时工作班-0.5 小时停机时间）/8 小时＝93.7%
磨床 2 的可用度＝（8 小时工作班-0.75 小时停机时间-0.33 小时预防性维修时间）
/（8 小时工作班时间－0.33 小时预防性维修时间）＝90.0%
磨床的加权平均可用度：
磨床 1 的理论工作周期为 1.5 秒钟每件或每分钟 40 件，其可用度为 93.7%。
磨床 2 的理论工作周期为 1.7 秒钟每件或每分钟 35.3 件，其可用度为 90%。
·加权平均可用度＝（93.7%*40+90%*35.3）/（40+35.3）＝92.0%
生产线生产率：
磨床 1 的生产率＝1.5 秒/件*15600 件/7.5 小时*3600 秒/小时＝86.7%
磨床 2 的生产率＝1.7 秒/件*12600 件/6.92 小时*3600 秒/小时＝86.0%
磨床的加权平均生产率＝（86.7%*40+86.0%*35.3）/（40+35.3）＝84.4%
3
优质率
生产流程的优质率等于瓶颈操作过程中所有生产部件数减去发生在瓶颈机器这一环
之上或它之后的所有质量缺陷和劣质产品数量，并除以瓶颈操作过程中生产的所有部件
数。
磨削加工过程中生产的所有部件数＝28200 个部件/2 台机器每一装配线＝14100。
磨削加工过程中或它之后生产的所有质量缺陷或劣质产品数量＝（磨床 1 生产的 44
件+磨床 2 生产的 32 件）/2 台机器每一装配线＝38。
车床生产的质量缺陷＝48 件/2 台机器每一装配线＝24。
有三个装配产生的质量缺陷。
钻床产生的质量缺陷不计算在内，因为如果没有足够的因钻床产生的质量缺陷而使
瓶颈机器挨饿，那么它们并不影响整个的生产流程或生产线的生产率。
因此，总共的生产缺陷或劣质产品数量为＝38+24+35＝65。
整个生产流程或生产线的优质率＝（14200-65）/14200＝99.5%
整个生产流程或生产线的 OEE 等于可用度乘以生产率乘以优质率，或
92.0%*86.4%*99.5%＝79.1%。
这个例子描述了一个简单的生产流程。
许多车间的生产流程并不都这样简单。
建立
起一个对于所有过程都有意义的 OEE 计算方法的关键，是准确的绘制每一个加工流程的
理论的运行周期，使它能与流程中的瓶颈操作相一致。
瓶颈操作可能会随着流程的改进
而变化。
在例子流程中，磨床可以被改进（或安装新的设备）。
这个程序能够提高磨床的效
率，并提高流程的生产率。
如果磨床的效率可以被提高多于 96 件/分钟（磨床的生产率），车床就会变成瓶颈
机器，并且整个生产流程或生产线的 OEE 的计算就会改变。
Charlie Robinson 是 Robinson 顾问委员会的负责人，7060 Boyd Ave, Suit 1,Eden
Prairie,MN55346;（612）949-0024.
4
二
企业 OEE 计算问题的解决
摘要：
本文引入非设备因素停机概念，使计算得的 OEE 更能真实反映设备维护的实际状况，让设备完全利用的情况由完全
有效生产率的指标来反映。
同时介绍不同情况下如何分析设备损失的 PM 分析流程。
OEE（Overall Equipment Effectiveness）, 即设备综合效率，其本质就是设备负荷时间内实际产量与理论产量的比值。
企业在
进行 OEE 计算时常常遇到很多迷惑的问题，如工厂停水、停电、停气、停汽使设备不能工作，等待定单、等待排产计划、
等待检查、等待上一道工序造成的停机，不知如何计算。
本文引入非设备因素停机的概念，修改了 OEE 的算法，使计算得
到的 OEE 更能够真实反映设备维护的实际状况，让设备完全利用的情况由完全有效生产率这个指标来反映。
同时介绍了在
不同情况下如何分析设备损失的 PM 分析流程。
一、OEE 表述和计算实例
OEE= 时间开动率×性能开动率×合格品率[1],[4]
其中，时间开动率 = 开动时间/负荷时间
而，负荷时间 = 日历工作时间-计划停机时间
开动时间 = 负荷时间 – 故障停机时间 – 设备调整初始化时间（包括更换产品规格、更换工装模具、更换刀具等活动所用
时间）
性能开动率 = 净开动率×速度开动率
而，净开动率 = 加工数量×实际加工周期/开动时间
速度开动率 = 理论加工周期/实际加工周期
合格品率 = 合格品数量/ 加工数量
在 OEE 公式里，时间开动率反映了设备的时间利用情况；性能开动率反映了设备的性能发挥情况；
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